【題目】如圖，一粗細(xì)均勻的細(xì)管開口向上豎直放置，管內(nèi)有一段高度為2.0cm的水銀柱，水銀柱下密封了一定量的理想氣體，水銀柱上表面到管口的距離為2.0cm。若將細(xì)管倒置，水銀柱下表面恰好位于管口處，且無水銀滴落，管內(nèi)氣體溫度與環(huán)境溫度相同。已知大氣壓強(qiáng)為76cmHg，環(huán)境溫度為296K。

（1）求細(xì)管的長(zhǎng)度；

（2）若在倒置前，緩慢加熱管內(nèi)被密封的氣體，直到水銀柱的上表面恰好與管口平齊為止，求此時(shí)密封氣體的溫度。

【答案】（1）41cm；（2）312K

【解析】

以“液柱”為模型，通過對(duì)氣體壓強(qiáng)分析，利用玻意耳定律和蓋-呂薩克定律求得細(xì)管長(zhǎng)度和溫度，找準(zhǔn)初末狀態(tài)、分析封閉氣體經(jīng)歷的變化時(shí)關(guān)鍵。易錯(cuò)點(diǎn)：誤把氣體長(zhǎng)度當(dāng)成細(xì)管長(zhǎng)度。

（1）設(shè)細(xì)管的長(zhǎng)度為l，橫截面的面積為S，水銀柱高度為h；初始時(shí)，設(shè)水銀柱上表面到管口的距離為h，被密封氣體的體積為V，壓強(qiáng)為p；細(xì)管倒置時(shí)，氣體體積為V1，壓強(qiáng)為p1。由玻意耳定律有

pV=p1V1①

由力的平衡條件有

p=p0–ρgh③

式中，p、g分別為水銀的密度和重力加速度的大小，p0為大氣壓強(qiáng)。由題意有

V=S（L–h1–h）④

V1=S（L–h）⑤

由①②③④⑤式和題給條件得

L=41cm⑥

（2）設(shè)氣體被加熱前后的溫度分別為T0和T，由蓋–呂薩克定律有

⑦

由④⑤⑥⑦式和題給數(shù)據(jù)得

T=312K⑧

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學(xué)設(shè)計(jì)出如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置來“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”，讓小球從A點(diǎn)自由下落，下落過程中經(jīng)過A點(diǎn)正下方的光電門B時(shí)，光電計(jì)時(shí)器記錄下小球通過光電門時(shí)間t，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?/span> g。

（1）為了驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，該實(shí)驗(yàn)還需要測(cè)量下列哪些物理量_________。

A．小球的質(zhì)量m

B．AB之間的距離H

C．小球從A到B的下落時(shí)間tAB

D．小球的直徑d

（2）小球通過光電門時(shí)的瞬時(shí)速度v =_________(用題中所給的物理量表示)。

（3）調(diào)整AB之間距離H，多次重復(fù)上述過程，作出隨H的變化圖象如圖所示，當(dāng)小球下落過程中機(jī)械能守恒時(shí)，該直線斜率k0=__________。

（4）在實(shí)驗(yàn)中根據(jù)數(shù)據(jù)實(shí)際繪出—H圖象的直線斜率為k（k＜k0），則實(shí)驗(yàn)過程中所受的平均阻力f與小球重力mg的比值=　_______________（用k、k0表示）。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】2019年世界杯排球賽，中國(guó)隊(duì)一路過關(guān)斬將，獲得比賽冠軍。如圖所示，某次比賽中，來自河南的世界第一主攻手朱婷接隊(duì)友傳球，在網(wǎng)前處起跳，在離地面高處將球以的速度正對(duì)球網(wǎng)水平擊出，已知球網(wǎng)高（忽略空氣阻力）。則（ ）

A.若排球恰好過網(wǎng)，則

B.若擊球的方向改變，球過網(wǎng)后可以垂直落地

C.運(yùn)動(dòng)過程中，任意相等時(shí)間內(nèi)排球的動(dòng)量變化量相等

D.運(yùn)動(dòng)過程中，任意相等時(shí)間內(nèi)排球的動(dòng)能變化量相等

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】用金屬銣為陰極的光電管，觀測(cè)光電效應(yīng)現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)裝置示意如圖甲所示，實(shí)驗(yàn)中測(cè)得銣的遏止電壓UC與入射光頻率ν之間的關(guān)系如圖乙所示，圖線與橫軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)為5.15×1014Hz。已知普朗克常量h=6.63×10－34J·s。則下列說法中正確的是

A. 欲測(cè)遏止電壓，應(yīng)選擇電源左端為正極

B. 當(dāng)電源左端為正極時(shí)，滑動(dòng)變阻器的滑片向右滑動(dòng)，電流表的示數(shù)持續(xù)增大

C. 增大照射光的強(qiáng)度，產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能一定增大

D. 如果實(shí)驗(yàn)中入射光的頻率ν=7.00×1014Hz，則產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能Ek=1.2×10－19J

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)歷三個(gè)過程ab、bc、ca回到原狀態(tài)，其V-T圖象如圖所示，pa、pb、pc分別表示狀態(tài)a、b、c的壓強(qiáng)，下列判斷正確的是 。

A. 過程ab中氣體一定吸熱

B. pc=pb>pa

C. 過程bc中分子勢(shì)能不斷增大

D. 過程bc中每一個(gè)分子的速率都減小

E. 過程ca中氣體吸收的熱量等于對(duì)外做的功

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在空間建立三維坐標(biāo)系如圖所示，xoz在水平面內(nèi)，y沿豎直方向。空間充滿沿-y方向磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和沿+z方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度E=v0B。一質(zhì)量為m，電荷量為－q的帶點(diǎn)小球從坐標(biāo)原點(diǎn)O以初速度v0沿+x方向拋出，設(shè)空間足夠大，則

A. 帶電小球做加速度不斷變化的變速曲線運(yùn)動(dòng)

B. 帶電小球做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)

C. 若帶電小球運(yùn)動(dòng)到某位置，坐標(biāo)為(x0，－y0，0)，則速度與+x方向的夾角θ滿足tanθ=

D. 若帶電小球運(yùn)動(dòng)到某位置，坐標(biāo)為(x0，－y0，0)，則速度與+x方向的夾角θ滿足tanθ=

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】兩個(gè)物體A、B從同一地點(diǎn)在同一直線上做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，它們的速度圖像如圖所示，則（　�。�

A.A、B兩物體運(yùn)動(dòng)方向相反

B.t＝4 s時(shí)，A、B兩物體相遇

C.在相遇前，t＝4 s時(shí)A、B兩物體相距最近

D.在相遇前，A、B兩物體最遠(yuǎn)距離20 m

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示是一打樁機(jī)的簡(jiǎn)易模型。質(zhì)量m=1kg的物塊在恒定拉力F作用下從與鐵釘接觸處由靜止開始運(yùn)動(dòng)，上升一段高度后撤去F，到最高點(diǎn)后自由下落，撞擊鐵釘后兩者一起向下運(yùn)動(dòng)。若以初始狀態(tài)物塊與鐵釘接觸處為零勢(shì)能點(diǎn)，物塊上升過程中，機(jī)械能E與上升高度h的關(guān)系圖象如圖乙所示。撞擊前不計(jì)所有摩擦和空氣阻力，已知鐵釘?shù)馁|(zhì)量為0.2kg，g=10m/s2．則

A.物塊在F作用下向上運(yùn)動(dòng)的加速度大小為

B.物塊上升過程的最大速度為

C.物塊上升到高度處拉力F的瞬時(shí)功率為12W

D.鐵釘被撞擊后瞬間速度大小為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】宇宙飛船以周期T繞地球作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于地球遮擋陽光，會(huì)經(jīng)歷“日全食”過程(宇航員看不見太陽)，如圖所示．已知地球的半徑為R，地球質(zhì)量為M，引力常量為G，地球自轉(zhuǎn)周期為T0，太陽光可看作平行光，飛船上的宇航員在A點(diǎn)測(cè)出對(duì)地球的張角為α，則以下判斷正確的是(　　)

A. 飛船繞地球運(yùn)動(dòng)的線速度為B. 一天內(nèi)飛船經(jīng)歷“日全食”的次數(shù)為

C. 飛船每次“日全食”過程的時(shí)間為 D. 飛船周期為T＝

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